鄂東南礦集區(qū)深部找礦進展及下步找礦思路

蔡恒安，徐江嬿，陳松林，劉冬勤，楊偉衛(wèi)，王 磊，華先錄

(1.湖北省地質(zhì)局 第一地質(zhì)大隊,湖北 大冶 435100； 2.湖北省地質(zhì)勘查基金管理中心,湖北 武漢 430071)

長江中下游鐵銅成礦帶是中國東部重要的黑色金屬、有色金屬和貴金屬成礦帶,鄂東南礦集區(qū)位于成礦帶的最西部。區(qū)內(nèi)與燕山期巖漿巖有關(guān)的銅鐵金等內(nèi)生礦產(chǎn)資源豐富(1)徐映輝、王培培，湖北省陽新縣豐山銅礦接替資源勘查報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊,2016。。已發(fā)現(xiàn)261多個工業(yè)礦床,400多個礦床(點),礦床類型主要為接觸交代矽卡巖型,少量斑巖型、熱液型等。截至2017年底,已探明資源儲量富鐵礦石量7.8億t、銅金屬量515萬t、金金屬量272 t及一定量鉛鋅、鎢鉬礦產(chǎn)(2)湖北省自然資源廳，湖北省礦產(chǎn)資源儲量表，2018。。

2005年以來,鄂東南礦集區(qū)響應國家“三深一土”(現(xiàn)調(diào)整為“深空、深海、深地、深藍”)的戰(zhàn)略部署,在銅綠山等老礦山開展了深部找礦工作,取得了顯著成效,探求了一大批資源儲量,深化了深部地質(zhì)認識,延長了礦山服務年限,將部分老礦山的勘查深度推進至1 500 m以淺,證實礦集區(qū)深部找礦潛力巨大,但目前礦集區(qū)深部找礦工作仍處于起步階段,深部資源家底不明,亟需總結(jié)經(jīng)驗,梳理思路,科學統(tǒng)籌推進鄂東南礦集區(qū)深部找礦工作,實現(xiàn)深部找礦突破。

1 礦集區(qū)地質(zhì)概況

鄂東南礦集區(qū)北東以青峰—襄樊—廣濟斷裂為界與桐柏—大別隆起帶分開,西以麻城—團風斷裂為界與武漢褶皺束分開,南部以高橋—雞籠山斷裂為界與咸寧—瑞昌褶皺束分開,是一個呈三角形分布的Ⅳ級構(gòu)造—巖漿巖分布區(qū)(圖1)。

區(qū)內(nèi)出露晚元古代—新生代的地層,以古生界和中生界為主。其中,與成礦密切相關(guān)的地層為中生界。北部受秦嶺—大別隆起帶北西向邊界制約,南部受揚子準地臺北東東向邊界制約,由北向南,區(qū)內(nèi)構(gòu)造格架整體由北西西向北東東過渡。

區(qū)內(nèi)燕山期巖漿巖發(fā)育,自北向南發(fā)育有鄂城、鐵山、金山店、靈鄉(xiāng)、殷祖、陽新六大中酸性侵入巖體和金牛、花馬湖兩個火山巖盆地,占全區(qū)面積的23%。受北西西向和北北東向斷裂構(gòu)造聯(lián)合控制,巖體總體上北西西呈帶,北北東呈串展布(圖1)。區(qū)內(nèi)巖漿巖多為殼?；旌系闹兴嵝詭r漿巖,且均為多期次、共侵入通道的復式雜巖體,與銅鐵金關(guān)系極為密切。

圖1 鄂東南地區(qū)地質(zhì)礦產(chǎn)略圖Fig.1 Geological and mineral map of southeastern Hubei province1.第四系；2.侏羅系—白堊系；3.三疊系；4.泥盆系—二疊系；5.志留系；6.奧陶系—志留系；7.寒武系—志留系；8.上元古界—震旦系；9.上元古界；10.石英二長巖；11.花崗巖；12.正長閃長巖；13.閃長巖；14.閃長玢巖；15.花崗閃長巖；16.石英正長閃長玢巖；17.玄武巖；18.實測斷層；19.推測斷層；20.地質(zhì)界線；21.巖相界線；22大/中/小型鐵礦；23.大/中/小型銅鐵礦；24.大/中/小型銅礦；25.大型銅金礦/小型金礦；26.大型鎢銅礦/中型鎢鉬銅礦/小型鎢鉬銅礦；27.大型鉛鋅鍶礦/中型鉛鋅礦；28.中型銅鉬礦；29.中型銻釩礦；30.小型錳礦。

區(qū)內(nèi)銅鐵金等內(nèi)生礦產(chǎn)資源豐富。受基底和深大斷裂控制,具有北鐵南銅,西鐵東銅的礦產(chǎn)分布格局,南部由于江南式基底原因局部發(fā)育少量鎢鉬礦產(chǎn)。成礦時間規(guī)律,早期以成鐵為主,少量成銅,中期以成銅為主,少量鐵礦和鎢鉬、鉛鋅等多金屬礦產(chǎn),晚期以鐵為主。

2 深部找礦進展

20世紀,鑒于國家經(jīng)濟技術(shù)、礦山開采條件、鋼砂和合金鉆探工藝等制約,鄂東南礦集區(qū)除銅綠山等個別大型礦床施工遠景控制孔達800 m以深外,其余礦山勘查深度均在500 m以淺,深部找礦探索有限,深部資源潛力未查明。

21世紀初,原國土資源部于2005年開展大冶鐵礦危機礦山接替資源勘查試點項目以來,鄂東南礦集區(qū)深部找礦工作取得了顯著成效。在雞冠咀銅金礦(3)金尚剛、王鵬飛，湖北省大冶市陽新巖體西北段深部鋼鐵金多金屬礦戰(zhàn)略性勘查成果報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2014。(4)金尚剛、黃智輝，湖北省大冶市雞冠咀銅金礦接替資源勘查(深部普查)報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2010。、銅綠山銅鐵礦(5)魏克濤，湖北省大冶市銅綠山銅礦接替資源勘查(深部普查)報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2010。(6)杜凱、徐瑋，湖北省大冶市銅綠山礦區(qū)深部銅鐵礦普查報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2017。、大冶鐵礦、付家山鎢鉬礦、豐山銅礦等老礦山深部均取得了找礦突破。

2.1 銅綠山銅鐵礦

2006—2010年,銅綠山銅鐵礦,其礦體受斷裂—侵入接觸復合構(gòu)造控制,具尖滅再現(xiàn)、側(cè)列再現(xiàn)特征,追索Ⅺ號礦體傾向延伸,在深部-600～-1 200 m間發(fā)現(xiàn)了厚大的ⅩⅢ號礦體,新增333銅金屬量25萬t、金金屬量12 t、鐵礦石量1 400萬t(7)魏克濤，湖北省大冶市銅綠山銅礦接替資源勘查(深部普查)報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2010。[1]；2011—2017年,革新找礦思路,在認識礦體受背斜—斷裂—侵入接觸復合控礦構(gòu)造的前提下,對背斜西翼進行深部探索,在礦區(qū)背斜西翼-800 m以淺發(fā)現(xiàn)了ⅩⅣ、Ⅳ6號礦體,新增333銅金屬量7萬t,鐵礦石量1 000萬t,伴生金金屬量5.3 t(8)杜凱、徐瑋，湖北省大冶市銅綠山礦區(qū)深部銅鐵礦普查報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2017。(圖2)。

圖2 銅綠山銅鐵礦床4號勘探線地質(zhì)剖面圖(據(jù)2017年普查資料)Fig.2 Geological profile of No. 4 exploration line of Tonglushan copper-iron deposit1.嘉陵江組三段大理巖；2.嘉陵江組二段大理巖；3.嘉陵江組一段大理巖；4.大冶組四段大理巖；5.大冶組三段大理巖；6.石英二長閃長玢巖；7.角礫巖帶；8.矽卡巖；9.以往發(fā)現(xiàn)銅礦體；10.以往發(fā)現(xiàn)銅鐵礦體；11.2010年新發(fā)現(xiàn)礦體；12.2017年新發(fā)現(xiàn)礦體；13.以往施工鉆孔；14.2006—2010年施工鉆孔；15.2011—2017年施工鉆孔；16.采坑坡線。

2.2 雞冠咀銅金礦

2006—2014年,雞冠咀銅金礦,其礦體受斷裂—接觸帶復合構(gòu)造旁側(cè)羽狀裂隙控制,礦體具側(cè)列再現(xiàn)的特征,結(jié)合26線鉆孔原生暈異常的研究,在深部-520～-900 m間深部發(fā)現(xiàn)了Ⅴ、Ⅶ號銅金礦體,后經(jīng)進一步的勘查,又發(fā)現(xiàn)了Ⅶ號礦體群,新增333銅金屬量27.31萬t、金金屬量34.59 t(9)金尚剛、王鵬飛，湖北省大冶市陽新巖體西北段深部鋼鐵金多金屬礦戰(zhàn)略性勘查成果報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2014。(10)金尚剛、黃智輝，湖北省大冶市雞冠咀銅金礦接替資源勘查(深部普查)報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2010。[1-2]。

那時，丁小慧就覺得，像許諾這種明明可以靠顏值吃飯的人，居然也能這么拼，挺讓人佩服的。后來，許諾創(chuàng)業(yè)失敗，人生幾乎走到了死胡同，身邊也沒有了那個長得好看的姑娘。

2005—2018年間,鄂東南礦集區(qū)通過深部找礦累計新增333及以上銅金屬量83萬t,鐵礦石量7 900萬t,金金屬量68 t,相當于在已知礦區(qū)深邊部新發(fā)現(xiàn)多個大—中型礦床。

3 深部找礦經(jīng)驗及認識

3.1 深入研究地質(zhì)資料,突破原有定式思維

地質(zhì)工作立足基礎(chǔ)資料綜合,不斷深化和革新認識(11)魏克濤，湖北省大冶市銅綠山銅礦接替資源勘查(深部普查)報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2010。(12)杜凱、徐瑋，湖北省大冶市銅綠山礦區(qū)深部銅鐵礦普查報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2017。(圖2)。從銅綠山礦床來看,1957年前認為其為規(guī)模不大的小型風化淋濾型鐵礦；1959年提出該礦床為接觸交代型銅鐵礦,肯定其工業(yè)價值；1983年提交大型矽卡巖型銅鐵礦床；2006—2010年認識到斷裂—接觸帶復合構(gòu)造控礦規(guī)律,發(fā)現(xiàn)ⅩⅢ號礦體；2011—2017年繼承深化褶皺—斷裂—接觸帶復合構(gòu)造控礦規(guī)律,發(fā)現(xiàn)ⅩⅣ號礦體。

圖3 雞冠咀銅金礦床26勘探線剖面簡圖(據(jù)2014年雞冠咀詳查資料綜合整理)Fig.3 Geological profile of No. 26 exploration line of Jiguanzui copper-gold deposit1.早白堊世靈鄉(xiāng)組；2.晚侏羅世馬架山組；3.中三疊世蒲圻組；4.早三疊世嘉陵江組；5.石英二長閃長玢巖；6.構(gòu)造角礫巖；7.矽卡巖；8.礦體；9.地質(zhì)界線；10.斷裂構(gòu)造；11.早期鉆孔；12.接替資源勘查鉆孔。

3.2 繼承并深化了成礦物質(zhì)來源的研究

根據(jù)銅綠山巖體700 m以淺中成礦元素的總量遠低于目前探明的銅鐵金資源量,巖體中全部成礦元素析出也難以形成目前探明的銅鐵金資源量,認為區(qū)內(nèi)成礦物質(zhì)一部分來自淺部巖漿巖,絕大部分可能來自深部分異的巖漿期后熱液,成礦強度不與淺部巖體成正比,往往與巖漿期后熱液的多期次和活動強度密切相關(guān),解釋了淺部小巖體也能成大礦的現(xiàn)象[3]。

3.3 繼承并深化了構(gòu)造控礦和礦體分布規(guī)律的認識

在成礦物質(zhì)來源研究的基礎(chǔ)上,認為成礦元素的運移、沉淀、分帶以垂向為主,側(cè)向為輔,解釋了區(qū)內(nèi)礦體傾向延伸大于走向延伸2～3倍、走傾向具尖滅再現(xiàn)、側(cè)列再現(xiàn)規(guī)律,并實踐于深部找礦工作。

3.4 更加強調(diào)復合構(gòu)造對成礦的控制

斷裂—接觸帶復合構(gòu)造控制巖漿期后熱液的運移和卸載,淺部礦體的定位受斷裂—褶皺—接觸帶復合構(gòu)造控制；礦區(qū)深部,斷裂構(gòu)造(特別是成礦期仍在活動的斷裂構(gòu)造)是控礦的主要因素,滲濾交代相對擴散交代與成礦關(guān)系更為密切,矽卡巖不是礦體形成的必要因素,突破了矽卡巖形成溫壓條件對成礦深度的限制(13)金尚剛、王鵬飛，湖北省大冶市陽新巖體西北段深部鋼鐵金多金屬礦戰(zhàn)略性勘查成果報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2014。(14)金尚剛、黃智輝，湖北省大冶市雞冠咀銅金礦接替資源勘查(深部普查)報告，湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊，2010。。

3.5 更加注重界面控礦理論的應用

大型—超大型礦床的形成必須有大的地質(zhì)界面,界面代表著物理化學條件發(fā)生變化,有利于巨量礦質(zhì)的反復堆積和沉淀,形成大型—超大型礦床。同時,越復雜的接觸—構(gòu)造復合部位代表越優(yōu)的成礦界面和成礦部位,有利于礦質(zhì)的集中卸載,形成超富礦體(照片1)。

照片1 層間破碎帶與接觸帶復合部位的富銅礦體Photo 1 Copper-rich bodies at the composite site of interlayer fracture zone and contact zone

3.6 繼承并強調(diào)已知礦體對應物化探異常解剖,加強異常綜合對比

開展已知礦體對應物化探異常形態(tài)、規(guī)模、參數(shù)指標的研究,對礦致異常進行立標建模,在此基礎(chǔ)上開展異常的綜合對比,結(jié)合成礦背景條件,對異常進行篩選和優(yōu)選排序,從而提高找礦成功率。例如雞冠咀研究淺部礦體對應的化探異常特征,對深部化探異常進行驗證評價,發(fā)現(xiàn)了深部厚大的Ⅶ號礦體群??。

4 深部找礦思路

鄂東南礦集區(qū)261個工業(yè)礦床,目前僅十幾個大—中型礦山開展了深部找礦工作,均取得較好的找礦效果,著力推進其余工業(yè)礦床的深部找礦工作,挖掘深部資源潛力是礦集區(qū)下步的重點攻關(guān)方向。

初步擬定按技術(shù)方法體系構(gòu)建、成礦和找礦預測理論提升、深部找礦勘查示范、全面推進深部找礦四個方面和階段的部署思路,推進鄂東南礦集區(qū)的深部找礦工作。

4.1 構(gòu)建深部找礦有效的技術(shù)方法體系

2006年以來,國家SinoProbe計劃在長江中下游鐵銅成礦帶東段廬縱、銅陵礦集區(qū)開展了深地探測與深部找礦的技術(shù)方法研究,針對與中酸性巖漿巖有關(guān)的銅鐵金多金屬礦產(chǎn),建立了相應的深部找礦技術(shù)方法體系。

鄂東南礦集區(qū)初步構(gòu)想在典型礦田(礦床)開展上述深部找礦有效技術(shù)方法體系的探索應用,評價其在本礦集區(qū)的適用性,同時補充開展廣域電磁、微動勘探等新技術(shù)、新方法,探索構(gòu)建適用于礦集區(qū)深部找礦有效的技術(shù)方法體系。

4.2 建立融合深部—淺部全信息的成礦系統(tǒng)和找礦預測理論

依托地勘單位和科研院所建立的產(chǎn)學研平臺,以先進的巖漿熱液成礦理論為指導,全面梳理地物化及探礦工程資料,深入開展相應成礦理論研究和找礦勘查理論總結(jié),對淺部地質(zhì)資料進行系統(tǒng)梳理、對深部地質(zhì)信息進行集成整合,建立融合深—淺部全信息的成礦系統(tǒng)和深部找礦預測模型,全面支撐開展礦集區(qū)深部找礦靶區(qū)的優(yōu)選。

4.3 開展深部找礦勘查示范

以融合深—淺部全信息的成礦系統(tǒng)和深部找礦預測理論為指導,以礦集區(qū)深部找礦有效的技術(shù)方法體系為支撐,以財政資金為主導,以銅綠山等典型礦田為試點,探索開展礦集區(qū)深部找礦勘查示范工作,優(yōu)選深部找礦靶區(qū)開展驗證評價,通過點上突破,提振信心,總結(jié)經(jīng)驗,優(yōu)化模型,支撐全面推進鄂東南礦集區(qū)的深部找礦工作。

4.4 推進開展礦集區(qū)全域的深部找礦工作

系統(tǒng)總結(jié)點上深部找礦勘查示范積累的認識和經(jīng)驗,開展全域礦床(點)深部找礦潛力調(diào)查評價工作,對礦床(點)深部找礦潛力進行優(yōu)選排序,由財政資金和企業(yè)資金聯(lián)合主導,科研院所和地勘單位作為技術(shù)支撐,開展深部探測和靶區(qū)優(yōu)選,部署鉆探進行驗證評價,力爭實現(xiàn)深部找礦突破,推進鄂東南礦集區(qū)深部找礦全面開花。

5 深部找礦方向

5.1 老礦山深邊部找礦

目前開展老礦山邊深部找礦的幾個礦山均取得較好的找礦效果,1 500 m深部礦體未完全封閉,仍有增儲空間；同時,鄂東南地區(qū)261個工業(yè)礦床,除近年開展老礦山邊深部找礦的極少數(shù)國有大中型礦床勘查深度達1 500 m外,其它礦床的勘查深度均在500～700 m以淺,老礦山邊深部找礦前景巨大。開展全域老礦山資源潛力調(diào)查評價,優(yōu)選成礦有利地段開展深部驗證,有望在老礦山邊深部探求一批新增的資源儲量,延長其服務年限,助推地方經(jīng)濟發(fā)展。

5.2 已知礦點深部潛力挖掘

鄂東南地區(qū)已知金屬礦床(點)400多處,已開展十余處礦床的深邊部找礦均取得了重大進展,許多礦山在開展過程中均不斷有新礦體出現(xiàn),過去對礦區(qū)周邊低緩物化探異常認識評價不足,應運用“就礦找礦”、“三位一體”找礦預測等理論,深化認識,革新找礦思路,尋求找礦突破,有望再發(fā)現(xiàn)一批新礦床。

5.3 盆地邊緣深部找礦

鄂東南地區(qū)發(fā)育有大冶湖盆地、陽新盆地、金?；鹕綆r盆地,這些盆地均為燕山晚期之后的拉張盆地,形成在區(qū)內(nèi)主要成礦期之后,盆地邊緣多為上陡下緩的犁式盆地,盆地邊緣有良好的成礦地質(zhì)條件,以往地質(zhì)工作程度低,近年的勘查工作發(fā)現(xiàn)盆地邊緣有較好的找礦潛力(如雞冠咀Ⅶ號礦體發(fā)現(xiàn)、許家咀礦床的發(fā)現(xiàn))。陽新巖體西北段、金山店巖體南部、靈鄉(xiāng)巖體北緣、銅綠山巖體北西緣一帶的盆地邊緣為深部找礦的有利區(qū),有望實現(xiàn)深部找礦的重大突破。

5.4 隱伏巖體及與其有關(guān)的銅多金屬礦產(chǎn)找尋

鄂東南地區(qū)出露6個大巖體和130多個小巖體,其銅鐵金礦均與巖體密切相關(guān)。一是要加強對以往工作程度較低小巖體的含礦性評價,配套開展成礦巖體識別標志的研究；二是要開展成礦地質(zhì)背景條件和物化探異常的綜合研究,加強隱伏巖體及與其有關(guān)銅鐵金礦床的找尋和評價,尋求礦床類型的突破、找礦空間的拓展、找礦效率的提高。

5.5 硅鈣界面銅多金屬礦的探索

與鄂東南礦集區(qū)同屬長江中下游鐵銅成礦帶的九瑞礦集區(qū),區(qū)內(nèi)已查明銅金屬量超過1 200萬t,其40%以上的銅多金屬礦均分布于志留系—泥盆系—石炭系地層硅鈣界面中,鄂東南地區(qū)已發(fā)育龍角山鎢銅礦、馬家山硫鐵礦等多個礦床(點),以往在此方面探索不夠,通過九瑞地區(qū)成礦規(guī)律及硅鈣界面控礦機制的總結(jié),開展探索性勘探有望發(fā)現(xiàn)一批類似礦床,新增一批資源儲量[4]。

5.6 玢巖型鐵礦的探索

廬縱、寧蕪礦集區(qū)礦床類型以玢巖型為主,這類礦床與火山巖盆地中火山—次火山巖關(guān)系極為密切。鄂東南金?；鹕綆r盆地火山巖形成時代與其相近,目前在火山巖盆地邊部發(fā)現(xiàn)了王豹山等鐵礦床,李建威等認為其與廬縱、寧蕪礦集區(qū)的玢巖型鐵礦具可比性[5]。火山巖覆蓋層深部是否發(fā)育有與次火山巖有關(guān)的玢巖型鐵礦,也是下步的重點找礦方向。

6 結(jié)論

從近年來深部勘查成果和地質(zhì)認識來看,鄂東南礦集區(qū)深部找礦潛力巨大。鑒于礦集區(qū)深部找礦仍處于起步階段,應遵循技術(shù)方法體系構(gòu)建、成礦理論和找礦預測理論提升、深部找礦勘查示范、全面推進深部找礦的思路,以老礦山、已知礦點、盆地邊緣、與隱伏巖體有關(guān)的深部銅金礦產(chǎn)、硅鈣界面銅多金屬礦、玢巖型鐵礦為支撐,層層推進礦集區(qū)深部找礦工作,實現(xiàn)深部找礦重大突破。

致謝：感謝湖北省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊金尚剛教授級高級工程師在撰文過程中給予的關(guān)心和指導,以及部分成礦規(guī)律認識和深部找礦經(jīng)驗的PPT,在此特別感謝！